JP2019168342A

JP2019168342A - 体温測定装置

Info

Publication number: JP2019168342A
Application number: JP2018056608A
Authority: JP
Inventors: 久美廣瀬; Hisami Hirose; 景子小俣; Keiko OMATA
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2019-10-03
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: WO2019182095A1; JP6957398B2

Abstract

【課題】身体に装着させて皮膚温度及び外部温度を測定することで体温を特定するための体温測定装置に関し、体温の演算対象となる測定温度データの安定期までの時間短縮を図り、測定温度のばらつきを小とする構造の体温測定装置を提供する。【解決手段】身体に装着させ、体温を特定するための皮膚温度及び外部温度を測定するものであり、皮膚温度センサ２１を、身体に装着させた際のその先端部分を身体側となる皮膚側筐体表面１３より皮膚側に所定高さで表出させることで皮膚と接触させて皮膚温度を測定させ、外部温度センサ２２を、皮膚側筐体表面１３の反対側の外部側筐体表面１４より先端部分を筐体内部側に表出状態で位置させ、当該外部側筐体表面１４の位置から当該先端部分との間に形成される空隙領域２２Ａを介在させて外部温度を測定させる構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、身体に装着させて皮膚温度及び外部温度を測定することで体温を特定するための体温測定装置に関する。

近年、健康管理を目的として、就寝中や運動中、作業中等の長時間にわたり体温を測定するニーズが高まっている。体温を測定するためには口内や腋下で測定するのが一般的だが、これらの位置では長時間の体温を測定することは困難である。長時間の体温を測定する方法として、機器を身体に装着し体表温度(皮膚温度)を測定する方法が知られているが、体表温度は、外気温度の影響を受けやすいため、外気温度により体表温度を補正し、体温を算出する必要がある。そのため、体表温度のみならず外気温度も衣類等に影響されず、ばらつきを最小限とすることが望まれる。

従来、体温を知るための体温測定装置は、例えば特許文献１〜３等により知れている。特許文献１には、ウエアラブルセンサ装置として、ケーシング内部の体表面側となる面に体表温度検出部が設けられ、反対面に外気温度検出部が設けられたもので、体表温度がケーシングを通じて体表温度検出部の測温素子に熱伝導させることによって測温され、外気温度がケーシングを介して外気温度検出部によって検出されることが記載されている。

また、特許文献２には、装着式温度測定装置として、ケーシングの体表面側となる面に体表温度検出部が当該ケーシングと同一面に表出されて設けられ、体表面と反対側であって、ケーシング内部の表示部の裏面側に設けられた構成として記載されている。

さらに、特許文献３には、身体温度情報端末装置として、ケーシングの体表面側となる面に体表温度検出部が当該ケーシングより突出されて設けられ、反対面に外気温度検出部が当該ケーシングより突出されて設けられた構成として記載されている。

特許第６１６３６３７号公報特開２００８−１２８７８１号公報特許第３９０９３０１号公報

ところで、上記のような体表温度と外気温度とを測定する装置は、測定したそれぞれの温度に基づき種々の手法で演算して体温を特定するものであるが、演算対象のデータとなる測定温度は本来の体表温となる安定期に入ってからのデータであり、それまでの時間を短縮し、測温のばらつきを極力小さくする必要があるが、上記各特許文献のようにケーシングを介在させると安定期までの時間を要し、また、測定温度のばらつきに対処した構造とは言い難い。特に、ケーシングと同一面若しくは突出して設けられた外気温度検出部は下着等の衣類と接触した状態で装着される構造となっていることから、衣類との摩擦熱により正確な温度測定ができないという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、体温の演算対象となる測定温度データの安定期までの時間短縮を図り、測定温度のばらつきを小とする構造の体温測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、身体に装着させ、体温を特定するための皮膚温度及び外部温度を測定し、少なくとも経過時間及び測定温度データを記憶する体温測定装置であって、前記身体に装着される筐体と、前記身体に装着させた際の身体側となる皮膚側筐体表面より先端部分が所定高さで表出され、当該身体の皮膚と接触して皮膚温度を測定する皮膚温度センサと、前記皮膚側筐体表面以外の筐体表面より先端部分が筐体内部側に表出して位置され、当該筐体表面の位置から当該先端部分との間に空隙領域が設けられて外部温度を測定する外部温度センサと、を有する構成とする。

本発明によれば、身体に装着させ、体温を特定するための皮膚温度及び外部温度を測定するものであり、皮膚温度センサを、身体に装着させた際のその先端部分を身体側となる皮膚側筐体表面より所定高さで表出させることで皮膚と接触させて皮膚温度を測定させ、外部温度センサを、皮膚側筐体表面以外の筐体表面より先端部分を筐体内部側に表出状態で位置させ、当該筐体表面の位置から当該先端部分との間に形成される空隙領域を介在させて外部温度を測定させる構成とすることにより、皮膚温度センサ及び外部温度センサの表出構造で体温の演算対象となる測定温度データの安定期までの時間を短縮させることができ、皮膚温度センサの先端部分を所定高さとすると共に、外部温度センサを筐体内部側として表出された先端部分との間に空隙領域を設けることで測定温度のばらつきを小とすることができるものである。

本発明に係る体温測定装置の構成図である。図１の体温測定装置の皮膚温度測定センサ及び外部温度センサの説明図である。図１の体温測定装置の装着状態の説明図である。体温測定装置における皮膚温度センサの高さ位置に応じた温度測定の説明図である。皮膚に直接接触させた皮膚温度センサで測定した皮膚温度と皮膚に対して筐体越しに皮膚温度センサで測定した皮膚温度との比較例の説明図である。図５における外部温度への影響の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図により説明する。
図１に本発明に係る体温測定装置の構成図を示すと共に、図２に図１の体温測定装置の皮膚温度測定センサ及び外部温度センサの説明図を示す。図１（Ａ）、（Ｂ）において、体温測定装置１１は、身体に装着させるものであって、筐体１２の一方面を皮膚に直接に接触させる皮膚側筐体表面１３とし、他方面を外部側筐体表面１４としている。当該外部側筐体表面１４は装着時には下着等の衣類と接触状態となる。

上記筐体１２は、厚さｄが例えば約１．５ｍｍ（図２参照）の例えばアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、シリコン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥ）等の樹脂で形成され、内部に、一方側に皮膚温度センサ２１が実装されると共に他方側に外部温度センサ２２が実装され、少なくとも計時手段及び経過時間ごとの測定温度データを記憶する記憶手段を有する処理回路が実装された電子回路基板３１Ａを備える電子回路部３１が設けられる。なお、当該筐体１２は、上記厚さや樹脂の種類に限定されるものではなく、使用感や耐久性等を考慮して適宜選択される。本発明は、皮膚温度センサ２１及び外部温度センサ２２の筐体１２に対する構造に関するものであり、処理回路の詳細は省略する。

上記皮膚温度センサ２１は、筐体１２における皮膚側筐体表面１３の対応位置に形成された皮膚温度センサ用孔１５よりその先端部分が所定高さで表出される。具体的には、図２（Ａ）に示すように、径φ（例えばφ＞１ｍｍ、好ましくはφ≧２ｍｍ）の皮膚温度センサ２１の先端部分が皮膚側筐体表面１３の表面上から所定高さｈ１（ｈ１≧０ｍｍ）であって、好ましくは０．２≦ｈ１＜９ｍｍ、より好ましくは２≦ｈ１＜７ｍｍで位置された状態で設けられる。０．２≦ｈ１であれば、測定温度が安定（図４参照）し、ｈ１＜９であれば、皮膚に対する痛み等も少なくなる。実際的にはｈ１＝２ｍｍとしている。なお、所定高さは、本発明では「０」を含む概念で使用する。所定高さｈ１の各高さによる測定温度については図４で説明する。

上記外部温度センサ２２は、筐体１２における外部側筐体表面１４の対応位置に形成された外部温度センサ用孔１６よりその先端部分が筐体１２の内部側に表出して位置され、当該外部側筐体表面１４の位置から当該先端部分との間に空隙領域２２Ａが設けられる。なお、筐体１２における外部温度センサ２２の配置の他の形態については後述する。

具体的には、図２（Ｂ）に示すように、径φ（例えばφ＞１ｍｍ）の外部温度センサ２２の先端部分が外部側筐体表面１４の表面上から筐体内部側に所定距離ｈ２（ｈ２＞０ｍｍ）であって、好ましくは筐体１２の厚みｄ＞ｈ２＞０．２ｍｍで表出して位置された状態で設けられ、これによって外部側筐体表面１４の表面と当該外部温度センサ２２の先端部分との間に空隙領域２２Ａが形成されることとなる。ｈ２＞０．２であれば、衣服の繊維等の接触が少なく、筐体の厚みｄ＞ｈ２であれば、筐体１２内に埃等の異物の進入を少なくできる。実際的にはｈ２＝０．５ｍｍとしている。なお、図２（Ｂ）では、外部温度センサ２２の先端部分を筐体１２の厚み途中に位置させたものとして示しているが、筐体１２の内部に位置させてもよく、その場合は、異物や水の進入を防ぐためにシール等の処理を行えばよい。

上記皮膚温度センサ２１及び外部温度センサ２２は、同じ構造であっても異なる構造であってもよく、同じ構造である場合は、図２（Ｃ）に示すように、径φ（例えばφ＞１ｍｍ、好ましくはφ≧２ｍｍ）、厚さｄ１（例えばｄ１＝０．１ｍｍ）のステンレス製の先端が閉塞された円筒状で、その内部先端部分にサーミスタ等の測温素子２３が当該先端部分に接触して配置され、例えば固定用樹脂２４で固定されて形成されたものである。上記径がφ＜１であると皮膚の痛みを感じさせる場合もあることを考慮したものである。また、上記径φは、皮膚温度センサ２１及び外部温度センサ２２が同じ径であっても異なる径であってもよいが、筐体１２のそれぞれ対応する皮膚温度センサ用孔１５及び外部温度センサ用孔１６とほぼ同じであることが好ましく、これによって隙間を少なくして防水性能を高めることができるものである。なお、皮膚温度センサ２１及び外部温度センサ２２の材質はステンレス製でなく、アルミや銅等の金属を用いることもできる。また、その厚さｄ１も使用する金属の特性を利用し、熱伝導率と強度から任意に決定すればよい。

そこで、図３に図１の体温測定装置の装着状態の説明図を示すと共に、図４に体温測定装置における皮膚温度センサの高さ位置に応じた温度測定の説明図を示す。図３において、体温測定装置１１は、身体の例えば皮膚４１と下着等の衣類４２との間に装着される。この場合、体温測定装置１１における皮膚側筐体表面１３が皮膚４１に直接接触し、所定高さで突出されている皮膚温度センサ２１の先端部分が直接当該皮膚４１に若干めり込んだ状態で接触する。

また、体温測定装置１１における外部側筐体表面１４が衣類４２と接触するが、外部温度センサ２２の表出されている先端部分は、衣類４２とは直接接触せず、当該先端部分と衣類４２との間に空隙領域２２Ａが介在される状態となる。すなわち、外部温度センサ２２は、衣類４２とは空隙領域２２Ａによって直接接触しないことから、衣類４２との摩擦熱の影響を受けずに温度測定されることとなる。

上記皮膚温度センサ２１について、その先端部分の高さを変えたときの測定温度が図４（Ａ）に示される。この場合の温度測定は、１５分間隔で３時間計測した場合として示している。すなわち、皮膚温度センサ２１の先端部分の高さを、「−１ｍｍ」（皮膚側筐体表面１３の筐体内側）としたときを参考対象（Ｒｅｆ）として、「０．２ｍｍ」、「２ｍｍ」、「３ｍｍ」、「５ｍｍ」、「７ｍｍ」のそれぞれにおいて、装着から３０分以降及び６０分以降の皮膚（体表）温度（℃）のそれぞれの平均値、最大値（ＭＡＸ）、最小値（ＭＩＮ）、最大値と最小値の温度差、標準偏差（σ）を示したものである。なお、高さが９ｍｍ以上の場合には測定者に痛みが感じさせることから温度測定はしていない。

図４（Ａ）の各数値から、参考対象（Ｒｅｆ）に比べて、皮膚温度センサ２１の先端部分の皮膚側筐体表面１３からの高さが０ｍｍ以上であれば、６０分以降の標準偏差のばらつきが、図４（Ｂ）に示されるように０．２以下となってばらつきを極力小とすることができ、また、６０分以降の最大値と最小値の温度差を、図４（Ｃ）に示されるように１℃以下とさせることができるものである。なお、皮膚温度センサ２１の、図２（Ｃ）に示す厚みｄ１や先端形状の違いによっても同等となることが確認された。

続いて、図５に皮膚に直接接触させた皮膚温度センサで測定した皮膚温度と皮膚に対して筐体越しに皮膚温度センサで測定した皮膚温度との比較例の説明図を示すと共に、図６に図５における外部温度への影響の説明図を示す。図５は、皮膚温度センサ２１の表出させた先端部分を皮膚に直接接触させて皮膚温度を測定した場合と筐体内壁に設けて筐体越しに皮膚温度を測定した場合の温度測定が３６℃以上となる時間及び標準偏差のばらつきが０．２以下となる時間と、標準偏差値を示したもので、図６は、皮膚温度センサ２１の先端部分を表出させた場合と筐体越しに配置した場合とにおける外部温度センサ２２による温度測定が３５℃以上となる時間及び標準偏差のばらつきが０．２以下となる時間と、標準偏差値を示したものである。なお、筐体は、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂を使用している。

皮膚温度センサ２１について、その先端部分が表出されている場合と筐体越しとさせた場合とにおいて、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、先端部分を表出させることで安定するまでの時間が極めて短時間であり、体温の演算対象となる測定温度データの安定期までの時間短縮が図られていることが確認され、また、図５（Ａ）、（Ｃ）に示すように、先端部分を表出させることで３０分以降及び６０分以降の標準偏差のばらつきが小であることが確認された。

また、このときの外部温度センサ２２による温度測定では、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、皮膚温度センサ２１の先端部分を表出させた場合の外部温度が安定するまでの時間が極めて短時間であり、体温の演算対象となる測定温度データの安定期までの時間短縮が図られていることが確認され、また、図６（Ａ）、（Ｃ）に示すように、皮膚温度センサ２１の先端部分を表出させることで外部温度の３０分以降及び６０分以降の標準偏差のばらつきが小であることが確認された。

このように、皮膚温度センサ２１を皮膚側筐体表面１３より先端部分が所定高さで表出させると共に、外部温度センサ２２をより先端部分を筐体内部側に位置させて外部側筐体表面１４の位置から当該先端部分との間に空隙領域２２Ａを設けて表出させる構造とすることによって、体温の演算対象となる測定温度データの安定期までの時間を短縮させることができ、測定温度のばらつきを小とすることすることができるものである。

ところで、皮膚温度センサ２１をバネ等の伸縮部材で支持させる構造としてもよい。当該皮膚温度センサ２１を皮膚側筐体表面１３に対して好ましくは１０ｍｍ＞ｈ１＞０．１ｍｍ、より好ましくは３ｍｍ＞ｈ１＞０．５ｍｍの範囲で上下する構造とさせることで、装置自体が皮膚４１から離れたり、近づいた場合でも当該皮膚温度センサ２１が常に皮膚４１と接する状態にすることができ、皮膚４１から離間する場合に比べてより正確な温度を測定できるものである。

なお、上記実施形態において、筐体を略直方体の形状として示しているが、円錐体や楕円体など、筐体の形状はこれに限定されない。この場合、装着した際に、皮膚への圧が集中して痛みがないように所定の面積の接触予定面を有し、平たい形状で安定する形状が好ましい。

また、外部温度センサ２２は、筐体を身体に装着した際に、皮膚に接触しない位置であればよい。すなわち、装着時の筐体の接触予定面以外の場所であればよく、より好ましくは、上記実施形態のように体温の放射の影響を受けにくい皮膚温度センサの反対側に設けるのがよい。

本発明の体温測定装置は、身体に装着させて皮膚温度及び外部温度を測定することで体温を特定する装置の製造、販売、使用等の産業分野に利用可能である。

１１体温測定装置
１２筐体
１３皮膚側筐体表面
１４外部側筐体表面
１５皮膚温度センサ用孔
１６外部温度センサ用孔
２１皮膚温度センサ
２２外部温度センサ
２２Ａ空隙領域
２３測温素子
２４固定用樹脂
３１電子回路部
３１Ａ電子回路基板
４１皮膚
４２衣類

Claims

身体に装着させ、体温を特定するための皮膚温度及び外部温度を測定し、少なくとも経過時間及び測定温度データを記憶する体温測定装置であって、
前記身体に装着される筐体と、
前記身体に装着させた際の身体側となる皮膚側筐体表面より先端部分が所定高さで表出され、当該身体の皮膚と接触して皮膚温度を測定する皮膚温度センサと、
前記皮膚側筐体表面以外の筐体表面より先端部分が筐体内部側に表出して位置され、当該筐体表面の位置から当該先端部分との間に空隙領域が設けられて外部温度を測定する外部温度センサと、
を有することを特徴とする体温測定装置。